流体输送设备讲课教案课件.ppt

1、第二章第二章 流体输送设备流体输送设备1第1页，共68页。要求：要求：1.了解流体输送设备的分类；2.掌握离心泵的工作原理、主要部件、基本方程式、性能参数和特性曲线、性能改变和换算、气蚀现象和允许吸上高度、工作点与调节、类型与选择；3.了解其他泵的工作原理与应用；4.了解气体输送设备和压缩设备的工作原理与应用。2第2页，共68页。重点：重点：离心泵的工作原理、主要部件、基本方程式、性能参数和特性曲线、性能改变和换算、气蚀现象和允许吸上高度、工作点与调节、类型与选择；3第3页，共68页。流体分为液体和气体。通常，将输送液体的机械称为泵；将输送气体的机械按所产生压强的高低分别称之为通风机、鼓风机、

2、压缩机和真空泵。流体输送机械按工作原理分为：动力式（叶轮式）：离心式、轴流式容积式（正位移式）：往复式、旋转式其他类型：喷射式等4第4页，共68页。第5页，共68页。6第6页，共68页。原理：依靠高速旋转的叶轮，使液体在离心力的作用下获得能量以提高压强，从而能输送液体。气缚：泵内有空气，使得叶轮中心区形成的低压不足于将储槽内的液体吸入泵内，导致离心泵不能输送液体。离心泵启动前应灌泵排气，防止气缚。7第7页，共68页。2.2.离心泵的主要部件离心泵的主要部件叶轮、泵壳（蜗牛形，又称蜗壳）8第8页，共68页。泵壳制成蜗牛形，既减少了能量损失，又使部分动能转换成静压能。9第9页，共68页。2.1.2

3、2.1.2离心泵的基本方程式离心泵的基本方程式基本方程式：离心泵的理论压头与泵的结构、尺寸、转速及流量等因素之间的定量关系。理论压头：理想情况下离心泵可能达到的最大压头。理想情况：叶轮具有无限多叶片；被输送的液体是理想液体。10第10页，共68页。1.1.液体通过叶轮的流动液体通过叶轮的流动c：液体的绝对速度；：角速度；u：线速度；w：相对叶轮的速度。w2c2u2cu2R2l2w1c1u1R1l12cr2211第11页，共68页。gcucuHT111222coscos2.基本方程式222222222111212121cos2cos2ucucwucucwgccgwwguuHT2222122222

4、1212212第12页，共68页。gwwguuHp2222212122gccHc22122cpTHHH的静压头流体流经叶轮后所增加的动压头流体流经叶轮后所增加13第13页，共68页。3.3.基本方程式的讨论基本方程式的讨论gcucuHT111222coscosgcuHT222coso19014第14页，共68页。222bDcQrT22222cosctgcucrTTQbDgctgugugcuH222222222cos222bDQcTr6022nDu理论流量：15第15页，共68页。1）叶轮的转速和直径 离心泵的理论压头随叶轮的转速和直径的增加而加大。16第16页，共68页。2）叶片的几何形状17

5、第17页，共68页。guHctgT22202090后弯叶片：流动角 2guHctgT22202090径向叶片：guHctgT22202090前弯叶片：18第18页，共68页。实际上离心泵采用后弯叶片，主要是液体获得的静压头较高，能量损失较小。2090HHcHpHp-2HT-219第19页，共68页。3）理论流量的增加而增大；随，TTQH0290无关；与，TTQH0290的增加而减小。随，TTQH029020第20页，共68页。HTQTabcH-QHT或HHT-QTQT或Q21第21页，共68页。实际流量较理论流量低的原因：非理想情况泵内存在泄漏4）液体密度理论压头与密度无关。22第22页，共6

6、8页。2.1.32.1.3离心泵的性能参数与特性曲线离心泵的性能参数与特性曲线离心泵的主要性能：流量Q、压头(扬程)H、效率、轴功率N、气蚀余量（或允许吸上真空度）等。23第23页，共68页。1 1离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数102QHN 1）流量Q，m3/h：与泵的结构、尺寸、转速有关；2）压头(扬程)H，m：与泵的结构、转速、流量有关；3）效率：与容积损失、机械损失、水力损失有关；4）轴功率N，kw24第24页，共68页。2 2离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线H-Q曲线N Q 曲线-Q 曲线25第25页，共68页。4B20n=2900 r/min2624222018161412

7、H,m100 20 40 60 80100120140Q,m3/h024601020304050607080,%N,kw401612820282432 Q,l/sNH8例2-2（P93）26第26页，共68页。3.3.离心泵的性能改变和换算离心泵的性能改变和换算1)液体物性的影响密度：H-Q曲线、-Q曲线不变，N-Q曲线变化；粘度：有变化。27第27页，共68页。3)离心泵叶轮直径的影响（切割定理）32121221212121nnNNnnHHnnQQ2)离心泵转速的影响（比例定律）假设液体的粘度不大，泵的效率不变时：28第28页，共68页。2.1.4 2.1.4 离心泵的气蚀现象与允许吸上高度

8、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度 气缚：泵内有空气，使得叶轮中心区形成的低压不足于将储槽内的液体吸入泵内，导致离心泵不能输送液体。29第29页，共68页。30第30页，共68页。1.离心泵的气蚀现象当离心泵叶片入口附近的压强等于或小于液体的饱和蒸气压，液体将在该处气化产生气泡，并随液体流向高压区，气泡在高压的作用下迅速液化或破裂，此时周围的液体以极高的速度、频率和压强冲向叶轮和泵壳，使得叶轮和泵壳遭到破坏，这种现象称为气蚀现象。31第31页，共68页。气蚀的危害：（1）离心泵的性能下降。泵的流量、压头和效率均下降。若生成大量的气泡，则可能出现气缚。（2）产生噪声和振动（3）泵壳和叶轮的材料遭受损

9、害，降低泵的使用寿命。32第32页，共68页。2.离心泵的抗气蚀性能1）气蚀余量离心泵入口液体的静压头与动压头之和大于操作温度下液体的饱和蒸气压头的数值。gpgugpNPSHv2211NPSH：气蚀余量；p1，u1：泵入口处的压强和流速；pV：操作温度下液体的饱和蒸气压。33第33页，共68页。gpgugpNPSHvC221min,1泵内恰好发生气蚀时（泵的压头较正常下降3）min,11ppppVkkfkkHgugpgugp1,221min,122kfkCHguNPSH1,22临界气蚀余量34第34页，共68页。(NPSH)c+安全量(NPSH)r必需气蚀余量注意：（1）气蚀余量越小，该泵在一

10、定操作条件下抗气蚀性能越好；（2）气蚀余量能比较完全反映离心泵的抗气蚀性能。（3）气蚀余量随流量的增加而增大。35第35页，共68页。2）允许吸上真空度gppHas11作条件不同需校正。的条件下测定的，若操的清水为介质，是在大气压为C20OmH10021sHpa：大气压，98.1kPa；p1：泵入口处允许的最低压强；：20OC清水的密度。36第36页，共68页。100024.01081.910301vsspHHH注意：（1）允许吸上真空度越大，该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好。（2）允许吸上真空度不能完全反映离心泵的抗气蚀性能。（3）允许吸上真空度随流量的增加而减小。37第37页，共68页。

11、3.离心泵的允许安装高度允许安装高度又称允许吸上高度，是指泵的吸入口与贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离。10,21102fgHgugppHHg：泵的允许安装高度；p0：贮槽液面的压强；p1，u1：泵入口处的压强和流速；Hf,0-1：液体流经吸入管路的压头损失。38第38页，共68页。10212fsgHguHH100)(frvgHNPSHgpgpH例2-4（P101）、2-5（P102）、2-6（P102）39第39页，共68页。2.1.52.1.5离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点是由离心泵特性曲线和管路特性曲线共同确定的。40第40页，共68页。1.1.管路特性

12、曲线与离心泵的工作点管路特性曲线与离心泵的工作点1）管路特性方程和特性曲线41第41页，共68页。feHgugpzH22022guKgpzfeHKH42第42页，共68页。gudllHoief222eBQ2360021AgdllBoiegAQdlleoie23600/243第43页，共68页。2eeBQKHeeHHQQ2）离心泵的工作点泵特性曲线和管路特性曲线的交点。管路特性曲线44第44页，共68页。H-QH或HeHe-QeQ或QeQ=QeH=HeM45第45页，共68页。2.离心泵的流量调节离心泵的流量调节1）改变阀门的开度常用的方法2）改变泵的转速3）改变叶轮的尺寸46第46页，共68页

13、。H或HeQMH-QMQ或QeM1M212QM1QM2H或HeHe-QeQMH-QMQ或QeM1M2QM2QM147第47页，共68页。单并单并QQHH24）离心泵的并联与串联（1）并联：压头不变，流量加倍，作H并-Q并图。单并单并QQHH22单单若BQAH22并并QBAH48第48页，共68页。工作点由12单并QQ2H并HQHQ并He-QeH并-Q并H单-Q单12Q单Q并/249第49页，共68页。（2）串联：流量不变，压头加倍，作H串-Q串图。单串单串QQHH2单串单串QQHH22单单若BQAH22串串BQAH50第50页，共68页。工作点由12单串HH2H单H串HQ单Q串QHe-QeH串

14、-Q串H单-Q单12H串/251第51页，共68页。生产中采用何种方式比较经济合理，取决于管路曲线的形状。52第52页，共68页。abHcQ单串并1a2a3a1b2b3b1c2ca：采用并联；b：采用串联；c：串联和并联都行。53第53页，共68页。2.1.62.1.6离心泵的类型与选择离心泵的类型与选择1.离心泵的类型按液体的性质：水泵、耐腐蚀泵、油泵按叶轮的吸入方式：单吸泵、双吸泵按叶轮的数目：单级泵、多级泵54第54页，共68页。1）水泵（IS型、D型、Sh型）（1）IS型为单级单吸悬臂式离心水泵，全系列扬程：898m，流量4.5360m3/h。（2）要求压头较高、流量不太大，采用多级泵

15、D型，全系列扬程：14351m，流量10.8850m3/h；（3）要求流量较大、压头不太高，采用双吸泵 Sh型，全系列扬程：9140m，流量12012500m3/h。55第55页，共68页。2）耐腐蚀泵（F型）全系列扬程：15105m，流量2400m3/h。3）油泵（Y型）全系列扬程：60603m，流量6.25500m3/h。4）杂质泵（P型）56第56页，共68页。例：8B29A8：泵吸入口直径，in（英寸），即825200mm；B：单级单吸悬臂式离心水泵；29：泵的扬程，m；A：该型号泵的叶轮直径比基本型号8B29小一级，即基本型号的叶轮的第一次切割。57第57页，共68页。2.离心泵的选

16、择1）确定输送系统的流量与压头2）选择泵的类型与型号3）核算泵的轴功率例2-10（P112）58第58页，共68页。NoImage59第59页，共68页。2.22.2其它类型泵其它类型泵2.2.12.2.1往复泵往复泵1.往复泵1）工作原理 依靠活塞的往复运动并依次开启吸入阀和排出阀，从而吸入和排出液体。60第60页，共68页。2）特性参数与操作调节的特点：（1）压头：与泵的几何尺寸无关。（2）流量：与泵的几何尺寸和活塞的往复次数有关。（3）吸上真空度：与泵安装地区的大气压强、输送液体的性质和温度有关。（4）流量调节：回路调节。61第61页，共68页。3）适用场合小流量，高压强，不宜输送腐蚀性

17、液体和含固体粒子的悬浮液。62第62页，共68页。2.2.计量泵计量泵又称比例泵，从操作原理来看是一种往复泵。适用场合：要求输液量十分准确而且又便于调整的场合。3.3.隔膜泵隔膜泵可用于定量输送有毒、易燃、易爆和腐蚀性液体。63第63页，共68页。2.2.22.2.2旋转泵旋转泵1.齿轮泵适用场合：压头高、流量小，介质为粘稠液体或膏状物。2.螺杆泵适用场合：高压粘稠液体。64第64页，共68页。2.2.32.2.3旋涡泵旋涡泵是一种特殊的离心泵。适用场合：流量小、压头高、粘度不大的液体。操作调节的特点：灌泵、启动时出口阀全开、回路调节。65第65页，共68页。2.32.3气体输送和压缩设备（了解）气体输送和压缩设备（了解）2.3.12.3.1离心通风机、鼓风机与压缩机离心通风机、鼓风机与压缩机1.1.离心通风机离心通风机低、中、高压离心通风机。性能参数：风量、风压、轴功率和效率。2.2.离心鼓风机与压缩机（自学）离心鼓风机与压缩机（自学）66第66页，共68页。2.3.22.3.2旋转鼓风机、压缩机与真空泵旋转鼓风机、压缩机与真空泵（自学）（自学）1.1.罗茨鼓风机罗茨鼓风机 2.2.液环压缩机液环压缩机 3.3.真空泵真空泵水环真空泵、喷射泵67第67页，共68页。2.3.32.3.3往复压缩机（自学）往复压缩机（自学）68第68页，共68页。